【正文】 的流速水頭和水頭損失，其中沿程水頭損失：sm/ 23408.?局部水頭損失 viji2?計(jì)算成果如下表 5—2按下式校核計(jì)算成果 ?????? mhgvHjifi ?計(jì)算的 H 與通過(guò)設(shè)計(jì)流量水頭 相接近，說(shuō)明計(jì)算成果正確。H隧洞坡降比 ???RACQi水利樞紐工程設(shè)計(jì)42隧洞縱坡應(yīng)滿足施工要求，底坡控制在 %~1%以內(nèi)，所以選 %?i表 5—3 水頭損失計(jì)算表按表 5—3 畫出隧洞總水頭線與測(cè)壓管水頭線圖 5—4 隧洞總水頭線與測(cè)壓管水頭線 隧洞的襯砌結(jié)構(gòu)計(jì)算 襯砌的材料和形式有壓隧洞通常采用過(guò)鋼筋混凝土襯砌，其厚度與混凝土襯砌一樣由計(jì)算確定。初步位置 斷面面積 Ai iv2igvi234iiRlfihi?ijfh攔污柵 進(jìn)水口 進(jìn)水口閘門段 進(jìn)口段漸變段 洞身段 0水利樞紐工程設(shè)計(jì)43估算時(shí)可取厚度為直徑的（1/121/16） ，但為了施工方便，對(duì)于單筋斷面的襯砌厚度一般至少于 20cm，對(duì)于雙筋斷面則至少用 25cm。 襯砌厚度確定本設(shè)計(jì)選取直徑的 1/12,即襯砌厚度為 ，鋼筋混凝土容重為 25kN/ kN/m3。 隧洞荷載計(jì)算垂直山巖壓力計(jì)算當(dāng)洞頂開(kāi)挖成弧形時(shí)： Bsqy??—巖石容重 kN/m3?—隧洞開(kāi)挖寬度，m；B—山巖壓力系數(shù)；可由《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表ys由設(shè)計(jì)資料知代表巖石為玄武巖，節(jié)理裂隙發(fā)育所以選 ，?ysmB42/ ????襯砌外徑 。襯砌平均半徑 95.?彈性抗力系數(shù) k 的計(jì)算由上表可得單位巖石抗力系數(shù) 。 360/14mkN??則 。 370/12./1krk??水利樞紐工程設(shè)計(jì)44計(jì)算斷面的慣性矩 4).3(.mdI????采用混凝土為 ，材料的彈性模量30C24/NE816.??EI均勻外水壓力計(jì)算水頭由于地下水極少，查《水工設(shè)計(jì)手冊(cè)》知在沒(méi)有地下水的地段，有時(shí)考慮到有壓隧洞的水可能透過(guò)襯砌滲人地層中，而在檢修隧洞時(shí)，該滲人地層中的水像地一下水壓力一樣作用于襯砌上，甚至假設(shè)其強(qiáng)度等于內(nèi)水壓力強(qiáng)度。所以本設(shè)計(jì)外水壓力計(jì)算水頭取等于內(nèi)水壓力水頭即 ???襯砌自重 ??式中： —混凝土的容重 ；3/mN—襯砌厚度 m；H 荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算垂直山巖力作用下的內(nèi)力計(jì)算 ???????10CnBAqrM0GFDN其中 ??r?水利樞紐工程設(shè)計(jì)45???KbrEIn—計(jì)算截面上的彎矩，MmkN?—計(jì)算截面上軸向力， N—鉛直圍巖壓力強(qiáng)度，qkPa—襯砌外半徑 m 0r—襯砌平均半徑 m—彈性抗力系數(shù)k3/kN—材料的彈性模量EPa—計(jì)算斷面的慣性矩I4m —計(jì)算寬度，取bb1?系數(shù) A，B，C，D，F(xiàn)，G 由《水工建筑物》可查得則可將 M，N 計(jì)算結(jié)果記于下表 5—4表 5—4 鉛直圍巖壓力作用下的內(nèi)力計(jì)算表斷面 M=qrr0[Aα+B+Cn(1+α)] N=qr0[Dα+F+Gn(1+α)] φ=0 φ=π/4 φ=π/2 φ=3π/4 水利樞紐工程設(shè)計(jì)46 φ=π 2 襯砌自重作用下的內(nèi)力計(jì)算 ??BnAgrM??2??DCqN式中： 為單位面積的襯砌自重， ；gkPa系數(shù) A，B，C，D，F(xiàn)，G 由《水工建筑物》可查得其他符號(hào)的意義同前。則可將 M，N 計(jì)算結(jié)果記于表 5—5表 5—5 襯砌自重作用下的內(nèi)力計(jì)算表斷面 M=gr2(A+Bn) N=qr(C+Dn)φ=0 φ=π/4 φ=π/2 φ=3π/4 φ=π 3 滿水壓力作用下的內(nèi)力計(jì)算 ??BnArMi??2?DCNi2式中 為水的容重， ；?3/mk為襯砌的內(nèi)半徑， ；ir水利樞紐工程設(shè)計(jì)47則可將 M，N 計(jì)算結(jié)果記于表 5—6表 5—6 滿水壓力作用下的內(nèi)力計(jì)算表斷面 M=γr i2r(A+Bn) N=γr i2(C+Dn)φ=0 φ=π/4 φ=π/2 φ=3π/4 φ =π 外水壓力作用下的內(nèi)力計(jì)算在無(wú)內(nèi)水壓力組合的情況下，當(dāng)襯砌所受的浮力小于垂直圍巖壓力及襯砌自重之和，即 時(shí)，可采用下式計(jì)算。)(200grqr?????)(2BArMo???? ??020rhDnCNw?式中： 為均勻外水壓力計(jì)算水頭， ；whm其余符號(hào)意義同前。系數(shù) A，B，C ，D ，F(xiàn) ，G 由《水工建筑物》可查得則可將 計(jì)算結(jié)果記于表 5—7NM,水利樞紐工程設(shè)計(jì)48表 5—7 外水壓力作用下的內(nèi)力計(jì)算表斷面 M=γr 02r(A+Bn) N=γr 02(C+Dn)+γh wr0φ=0 φ=π/4 φ=π/2 φ=3π/4 φ=π 荷載組合 作用在隧洞襯砌上的荷載有長(zhǎng)期或經(jīng)常作用的荷載和出現(xiàn)機(jī)遇較少不經(jīng)常作用的特殊荷載。襯砌計(jì)算時(shí)應(yīng)根據(jù)荷載特點(diǎn)及同時(shí)作用的可能性，按出現(xiàn)最不利的情況進(jìn)行組合。1 正常運(yùn)用情況。圍巖壓力+襯砌自重+ 宣泄設(shè)計(jì)洪水時(shí)的內(nèi)水壓力+ 外水壓力。2 施工、檢修情況。圍巖壓力+襯砌自重+ 可能出現(xiàn)的最大外水壓力。3 非常應(yīng)用情況。圍巖壓力+襯砌自重+ 宣泄校核洪水時(shí)的內(nèi)水壓力+ 外水壓力。正常運(yùn)用情況和非常運(yùn)用情況均可能有幾種不同的組合，在設(shè)計(jì)計(jì)算中可根據(jù)具體情況分析確定。正常運(yùn)用情況屬基本組合，用以襯砌的厚度、材料標(biāo)號(hào)和配筋量，其他情況用作校核。 荷載組合計(jì)算正常運(yùn)用情況下荷載組合計(jì)算如表 5—8,5—9水利樞紐工程設(shè)計(jì)49表 5—8 正常情況的彎矩（ ）mkN?斷面 圍巖壓力 襯砌自重 均勻內(nèi)水壓力 外水壓力 ΣMφ=0 φ=π/4 φ=π/2 φ=3π/4 φ=π 表 5—9 正常情況下的軸向力（ ）kN斷面 圍巖壓力 襯砌自重 均勻內(nèi)水壓力 外水壓力 ΣNφ=0 φ=π/4 φ=π/2 φ=3π/4 φ=π 鋼筋配置 1 配筋計(jì)算按偏心受拉計(jì)算，按頂、底內(nèi)力計(jì)算。偏心距：水利樞紐工程設(shè)計(jì)50???pNMe0式中：—均勻內(nèi)水壓力產(chǎn)生的軸向力pN—內(nèi)水壓力與其他荷載共同作用產(chǎn)生的彎矩和?M—內(nèi)水壓力與其他荷載共同作用產(chǎn)生的軸向力和其中 按 pNAtip??201Pr式中：—均勻內(nèi)水壓強(qiáng)P—彈性特征因數(shù)A其中 hp??式中 —水的容重 3/mkN—高出襯砌內(nèi)壁頂點(diǎn)的內(nèi)水壓力水頭h則 2/????式中： )1(???KEA—襯砌材料的泊松比?其他參數(shù)同前面水利樞紐工程設(shè)計(jì)51????)21(?KEA ))((4103. ..)(. 360 ????????)(02????????irt則 kNAtNip ??????頂點(diǎn)偏心距 mahmNMep ?????式中的 為襯砌厚度h為混凝土保護(hù)厚度（《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》查的）am60?底點(diǎn)偏心距 ?????????ahmNMep屬于大偏心受拉。按頂點(diǎn)計(jì)算，每米洞長(zhǎng)鋼筋總截面面積為： ??2610310).98264()(2 mNRNKAgpgpg ????????查《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》表得每層采用 （ ）：150@?24mAg?抗裂校核水利樞紐工程設(shè)計(jì)52220 mAbhg ?????? 4230 )()5.( cmahIg ??????7.)(02irt2/?則 ?????= ??kPakPagh145./ ???????? ?按軸心受拉校核 ????????????pghff NAR由于襯砌已滿足抗裂要求，不必進(jìn)行限裂計(jì)算。配筋圖如圖 5—2水利樞紐工程設(shè)計(jì)53圖 5—2 隧洞配筋圖6 調(diào)壓室的設(shè)計(jì) 調(diào)壓室的設(shè)置條件水電站有壓引水系統(tǒng)中是否設(shè)置調(diào)壓室，應(yīng)在機(jī)組調(diào)節(jié)保證計(jì)算和運(yùn)行條件分析基礎(chǔ)上，根據(jù)水電站在電力系統(tǒng)中的作用以及地形、地質(zhì)壓力管道布置等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。通過(guò)查 DL/T50581996《水電站調(diào)壓室設(shè)計(jì)規(guī)范》知，初步判斷是否需要設(shè)置上游調(diào)壓室的近似準(zhǔn)則為： []wirTLVgH???式中 為壓力管道中水流慣性時(shí)間常數(shù)，s； 為壓力管道及蝸殼和尾水管各分段的wT i長(zhǎng)度，m； 為各分段內(nèi)相應(yīng)的流速， ； 為重力加速度， 。 定額水頭，iVsm/g2/smrHm； []w為 的允許值，一般取 2—4s。 []wT的取值隨電站的電力系統(tǒng)的作用而異，但水電水利樞紐工程設(shè)計(jì)54站在電力系統(tǒng)中作用而異，但水電站作孤立運(yùn)行或機(jī)組容量在電力系統(tǒng)中所占比重超過(guò)50%時(shí)取小值，當(dāng)比重小于 20%是可取大值。本設(shè)計(jì)取 ，其中壓力管道長(zhǎng)為 50m，蝸殼直徑 ，尾水管長(zhǎng) 。sTw4}[?。則計(jì)算 ,所以，本設(shè)計(jì)不需要設(shè)計(jì)調(diào)壓室。?參考文獻(xiàn)[1] 于永海主編．水電站 [M] ．北京：中國(guó)水利水電出版社，2022．[2] 趙振興．何建京編著．水力學(xué)[M] ．北京：清華大學(xué)出版社，2022．[3]林繼鏞主編．水工建筑物第四版[M] ．北京：中國(guó)水利水電出版社，2022．[4]郭宗閔主編．水工建筑物[M]．北京：水利電力出版社，1987．[5]鄭旭榮主編．水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)[M]．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2022．[6]洪范文主編．結(jié)構(gòu)力學(xué)第五版[M]．北京：高等教育出版社，2022．[7]華東水利學(xué)院編著．水力學(xué)[M]．北京：科學(xué)出版社，1987．[8]何俊仕．林洪孝主編．水資源規(guī)劃及利用[M]．北京：中國(guó)水利出版社，2022．[9]華東水利學(xué)院編著．手工設(shè)計(jì)手冊(cè)第七卷水電站建筑物[M]．北京：水利水電出版社，1989．[10]魏永霞．王麗學(xué)主編．工程水文學(xué)[M]．北京：中國(guó)水利水電出版社，2022．[11]孫訓(xùn)芳編著、材料力學(xué)[M]、北京：高等教育出版社，2022．[12]水電站進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范 [S] ．SD303—88．[13]水電站進(jìn)水口設(shè)計(jì)規(guī)范 [S] ．SD303—88．[14]水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)規(guī)范 [S] ．DL/T5057 —1996．水利樞紐工程設(shè)計(jì)55[15] 水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范 [S] ．SL2782022 ．致 謝經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有——老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的互相支持與探討，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師——老師?！蠋熎饺绽锕ぷ鞣倍?，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從設(shè)計(jì)的選題、資料的收集，外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)和教育，使我能夠不斷地學(xué)習(xí)提高。我的設(shè)計(jì)較為煩瑣，但是___老師仍然細(xì)心地糾正公式細(xì)節(jié)和圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩許老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我也學(xué)到了許多專業(yè)知識(shí)，實(shí)際操作能力有了很大的提高。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠得以順利完成，并非我一人之功勞，是所有指導(dǎo)過(guò)我的老師，幫助過(guò)我的同學(xué)對(duì)我的教誨、幫助和鼓勵(lì)的結(jié)果。我要在這里對(duì)他們表示深深的謝意！在此對(duì)關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝！水利樞紐工程設(shè)計(jì)56